Logo : Département Mécanique Lyon 1 Département Mécanique Lyon 1

Master Recherche MEGA Thermique Energétique

 

→Candidater au Master MEGA Recherche Thermique-Energétique←

Spécialité THERMIQUE ENERGETIQUE

Responsable de la spécialité : Pr. Isabelle TRÉBINJAC
Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
École Centrale de Lyon
36, avenue Guy de Collongue
69134 Écully cedex
Tél. : 33 (0)4.72.18.61.91 Fax : 33 (0)4.78.64.71.45
Courriel : isabelle.trebinjac

Etablissements co-habilités : Université Claude Bernard Lyon 1, Ecole Centrale de Lyon, Institut des Sciences Appliquées de Lyon.

La spécialité "Thermique & Energétique" compte deux Parcours :

  • "Propulsion"
  • "Transferts thermiques".

La formation comprend une partie théorique et un stage d’initiation à la recherche. La partie théorique est constituée de 6 UE de 5 crédits ECTS chacune. Chaque UE comporte des cours magistraux et éventuellement des travaux dirigés ou travaux pratiques (voir fiche par UE). Une UE de langue de 3 crédits ECTS est par ailleurs obligatoire. Il s’agit soit d’un cours d’anglais pour les étudiants francophones, soit d’un cours de français pour les autres en accord avec la politique linguistique de la mention MEGA. A ceci s’ajoute un stage de 20 à 24 semaines comptant pour 27 ECTS dans un laboratoire de recherche ou service de recherche et développement dans une entreprise ou un organisme de recherche public après accord par le responsable du parcours. Le stage se fait sous la responsabilité du directeur de stage dont la désignation est validée par le responsable de la spécialité.

La formation se déroule sur 2 semestres

SEMESTRE 3 - 30 ECTS
Pour des raisons de compatibilité d’emploi du temps pour les élèves en double cursus, certains cours sont dispensés au premier semestre et d’autres au second semestre. Pour améliorer la lisibilité, tous les cours de la partie théorique correspondant sont décrits au premier semestre. La spécialité "Thermique & Energétique" comprend deux Parcours :

  • Parcours 1 : "Propulsion"
  • Parcours 2 : "Transferts thermiques".

La répartition des six UE qui constituent la partie théorique est la suivante :

  • Une UE du Tronc Commun des spécialités recherche (M2R), à choisir parmi les cinq suivantes :
    • Mécanique et thermodynamique des milieux continus (A. Danescu et P. Boisse)
    • Traitement des données de l’acquisition des signaux et image jusqu’à leur interprétation (D. Vray)
    • Mécanique physique (D. Mazuyer, J. Scott, J.L. Barrat)
    • Systémique et modélisation des systèmes (M. Miramond)
    • Instabilité et couplage (H. Ben Hadid)
  • Une UE du tronc commun de la spécialité, à choisir parmi les trois suivantes :
    • Simulation numérique des écoulements (D. Jeandel) ou Méthodes numériques (H. Ben Hadid)
    • Techniques et Méthodologies expérimentales (A. Delmas) ou Techniques expérimentales en mécanique des fluides (J.Y. Champagne)
    • Aérodynamique externe (F. Leboeuf).
  • Deux UE à choisir parmi celles proposées dans l’un des deux parcours suivants :
    • Parcours « Propulsion » :
      -  Ecoulements tridimensionnels et instationnaires en turbomachines Instabilités et
      -  Aéroelasticité (F. Leboeuf)
      -  Combustion en milieu gazeux (D. Escudié) ou Physique de la combustion (M. Gorokhovski)
      -  Spray : production, dispersion et énergétique (M. Gorokhovski)
      -  Ecoulements transsoniques et supersoniques en turbomachines (I. Trébinjac)
    • Parcours « Transferts thermiques » :
      -  Transferts avec changement de phase (J. Bonjour) ou Ecoulements polyphasiques et interfaces (M. Lance)
      -  Transferts radiatifs et couplages (R. Vaillon)
      -  Transferts conductifs multiéchelle (P. Chantrenne)
      -  Transferts thermique et régulation (E. Bideaux)
      -  Convection turbulente (S. Xin)
      -  Mélange et Chaos (J. Scott)
  • Deux UE au choix parmi celles proposées dans la spécialité ou dans un autre cursus sous condition de validation par le responsable du parcours

SEMESTRE 4 - 30 ECTS

  • UE Stage : 27 ECTS Stage de 2à à 24 semaines dans un laboratoire de recherche ou service de recherche et développement dans une entreprise ou un organisme de recherche public après accord par le responsable du parcours.
  • 1 UE de langue : 3 ECTS


DESCRIPTIF DES UE

Tronc commun du Master

  • Mécanique et thermodynamique des milieux continus. Ce cours présente une synthèse unitaire de la mécanique des solides et des fluides. Cette synthèse s’appuie sur la mécanique des grandes transformations et sur la thermodynamique des phénomènes irréversibles. D’un point de vue pratique, on établit ainsi les bases indispensables à l’étude des fluides non-newtoniens (Génie des Procédés), des solides hyperélastiques (Caoutchouc, Polymères) et élastoplastiques (Mise en Forme).
  • Traitement de données : de l’acquisition des signaux et images jusqu’à leur interprétation. Ce cours propose une démarche et des outils pour l’acquisition, le traitement et l’exploitation des signaux et des images issus des différents domaines d’applications. Le cours contient deux parties : notions de bases et notions avancées. Parmi les notions avancées du traitement des données, nous avons le filtrage et la caractérisation fréquentielle des filtres, l’usage des fenêtres de pondération, le filtrage optimal et la déconvolution. Ces notions sont appliquées à la mécanique et la biologie. Ce cours traite également de l’élastographie.
  • Mécanique physique : L’objectif du cours est de présenter diverses théories physiques actuellement utilisées de manière relativement universelle dans les différentes branches de la mécanique : mécanique des fluides, matériaux, systèmes dynamiques. Sans viser une présentation complète de chaque domaine, le cours s’attachera, en partant d’exemples représentatifs, à sensibiliser les étudiants à ces approches unitaires ainsi qu’à introduire leur vocabulaire et leurs principaux concepts.
  • Systémique et modélisation des systèmes : Dans les domaines du Génie (mécanique, civil, énergétique, etc....), la modélisation des systèmes techniques -à concevoir, à fabriquer, à exploiter, etc.- renvoie à la problématique de la complexité : difficulté voire impossibilité d’aborder les problèmes par fragmentation, nécessité de construire des modèles adaptés au niveau de définition des objets (conception), nécessité de faire appel simultanément à des disciplines différentes du fait du caractère hétérogène ou multidimensionnel des relations constitutives de l’ensemble étudié, etc. Cette question de la modélisation des systèmes est abordée en deux temps : présentation de modèles généraux issus de la théorie des systèmes et des sciences et techniques de la conception, définition de méthodes d’évaluation multiniveaux de comportement de systèmes (mécaniques, thermiques, bâtiments, réseaux,....) et des techniques associées en fonction du niveau de description des systèmes.
  • Instabilités et couplage : L’objectif du cours est d’introduire les concepts de base permettant de prévoir les instabilités et de calculer la réponse de systèmes couplés fluides structure ainsi que leur instabilités statiques et dynamiques.

Une UE du Tronc commun spécialité  :

  • Simulation numérique des écoulements (F. Godeferd, D. Jeandel, ECL) Classification des problèmes aux limites ; présentation des diverses classes de méthodes numériques de résolution et de leur caractéristiques comparées.
  • Méthodes numériques avancées (H. Ben Hadid, UCB Lyon 1) Compléter les connaissances de base dans les méthodes numériques appliquées à la mécanique (différences finies et éléments finis) et introduire les méthodes de volumes finis. Etude du couplage vitesse-pression et des méthodes de résolution des problèmes non linéaires. Introduction aux méthodes spectrales.
  • Techniques et Méhodologies expérimentales (A. Delmas) Développer chez les étudiants la démarche scientifique liée à l’analyse, la conception et la mise en œuvre d’une expérimentation dans le domaine de la thermique. Illustration sur 3 thèmes supports : La mesure de températures de surfaces par contact, la mesure de températures de surfaces sans contact et la mesure de températures de fluides sans contact.
  • Techniques expérimentales en mécanique des fluides (J.Y. Champagne) Fournir aux étudiants une formation par l’apprentissage des notions et méthodes nécessaires aux techniques expérimentales utilisées en mécanique des fluides. Donner aux étudiants les connaissances nécessaires pour choisir et utiliser les instruments de mesure appropriés pour l’étude de grandeurs physiques en mécanique des fluides.
  • Aérodynamique externe (F. Leboeuf) Formuler et appliquer des modèles d’écoulement utilisables en aérodynamique. Estimer la précision de la prédiction issue des modèles

UE du parcours « Transferts thermiques »

  • Transferts avec changement de phase (J. Bonjour) Description des phénomènes physiques relatifs aux transferts thermiques avec changement de phase liquide-vapeur et vapeur-liquide. Dimensionnement de systèmes thermiques où ce mode de transfert est dominant : calcul de coefficients d’échange, chute de pression (pertes de charge), flux critique, ... description des développements techniques quant à l’utilisation de systèmes diphasiques pour le contrôle thermique (caloducs), dimensionnement de caloducs conventionnels.
  • Ecoulement polyphasiques et interfaces (M. Lance) Cet enseignement introduit à la phénoménologie et la modélisation des écoulements diphasiques. Ces écoulements sont présents notamment dans les chambres de combustion avec la problématique d’injection et de pulvérisation du carburant en fines gouttelettes.
  • Transferts radiatifs et couplages (R. Vaillon) La physique du transfert radiatif entre surface, dans les milieux semi transparent (solide, gaz), les milieux réactifs, le couplage conduction rayonnement, le rayonnement en champ proche. Les outils de résolution numérique des équations décrivant le transfert radiatif.
  • Transferts conductifs multiéchelle (P. Chantrenne) Explication des phénomènes physiques de transferts de chaleur par conduction. Présentation des méthodes de prédiction de la conductivité thermique. Transferts thermiques et régulation (E. Bideaux) Présentation des méthodes de réduction de modèle appliquées aux transferts de chaleur. Utilisation de modèles réduits pour la régulation thermique. Présentation des méthodes de régulation.
  • Convection turbulente (S. Xin) Les outils analytiques et numériques de résolution des équations de conservation pour décrire l’écoulement d’un fluide parfait et visqueux. Description et modélisation de la turbulence.
  • Mélange et Chaos (J. Scott) Après une introduction aux principes de base pour l’analyse du problème du mélange au sein d’un fluide, donner les éléments essentiels pour la compréhension des mécanismes physiques intervenant dans le mélange laminaire, en particulier le mélange chaotique, et dans le mélange turbulent. Remarque : ce cours comporte, dans sa troisième partie une brève introduction aux notions essentielles pour l’analyse des écoulements turbulents.

UE du parcours « propulsion »  :

  • Ecoulements tridimensionnels et instationnaires en turbomachines, instabilités et aéroelasticité (F. Leboeuf). Caractérisation des écoulements tridimensionnels et instationnaires en turbomachines conduisant aux instabilités aérodynamiques ; Instabilités aéroélastiques avec description des méthodes de prédiction du flottement.
  • Combustion en milieu gazeux (D. Escudié) L’objectif de ce cours est de donner aux étudiants les bases nécessaires à une approche pragmatique des problèmes physiques rencontrés, en vue d’une meilleure appréhension des modèles de combustion actuellement utilisés dans la prédiction des écoulements turbulents réactifs.
  • Physique de la combustion (M. Gorokhovski) Comprendre la physique essentielle de la combustion, intégrer les applications et les enjeux sont les objectifs de ce cours.
  • Spray : production, dispersion et énergétique (M. Gorokhovski) Comprendre la physique essentielle de la formation et de l’énergétique des sprays, maîtriser leur caractérisation sont les objectifs de ce cours.
  • Ecoulements transsoniques et supersoniques en turbomachines (I. Trébinjac) Ce cours vise à caractériser les structures des écoulements transsoniques et supersoniques en insistant sur les conséquences sur les règles de conception des turbomachines.

→Candidater au Master MEGA Recherche Thermique-Energétique←